Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu phát triển mô hình hệ thống sinh điện hóa nhằm xử lý ô nhiễm hữu cơ trong ao nuôi thủy sản nước lợ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> <br /> VŨ THỊ THÙY LINH<br /> <br /> NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH HỆ THỐNG<br /> SINH ĐIỆN HÓA NHẰM XỬ LÝ Ô NHIỄM HỮU CƠ<br /> TRONG AO NUÔI THỦY SẢN NƯỚC LỢ<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> <br /> Hà Nội, 2016<br /> <br /> ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> <br /> VŨ THỊ THÙY LINH<br /> <br /> NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH HỆ THỐNG<br /> SINH ĐIỆN HÓA NHẰM XỬ LÝ Ô NHIỄM HỮU CƠ<br /> TRONG AO NUÔI THỦY SẢN NƯỚC LỢ<br /> Chuyên ngành: Vi Sinh Vật Học<br /> Mã số: 60420107<br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Thế Hải<br /> <br /> Hà Nội, 2016<br /> <br /> Lời cảm ơn<br /> Để hoàn thành luận văn này, đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và<br /> sâu sắc đến TS. Phạm Thế Hải – Giảng viên Khoa Sinh học, Trường Đại Học Khoa<br /> Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội, người đã định hướng, giúp đỡ và chỉ<br /> bảo tận tình cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.<br /> Đồng thời tôi xin được chân thành cảm ơn Ths. Nguyễn Thị Thu Thủy, Phòng<br /> Vi Sinh Vật môi trường, KTV. Đỗ Minh Phương, phòng thí nghiệm bộ môn Vi Sinh<br /> Vật Học đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian thực hiện đề tài này.<br /> Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các cán bộ Phòng Thí Nghiệm Sinh<br /> Học thực nghiệm của Viện Ứng dụng Công nghệ Nacentech đã hướng dẫn và giúp<br /> đỡ tôi nhiệt tình trong quá trình thực hiện đề tài.<br /> Thêm vào đó, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến toàn thể các Thầy,<br /> Cô trong Khoa Sinh học đã tạo điều kiện học tập và truyền đạt cho tôi những tri<br /> thức khoa học hết sức bổ ích giúp tôi hoàn thiện đề tài cũng như hình thành thế<br /> giới quan khoa học của mình.<br /> Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và trân trọng đến gia đình, bạn bè và<br /> đồng nghiệp đã sát cánh bên tôi, luôn ủng hộ, tin tưởng và tạo điều kiện cho tôi<br /> trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.<br /> Nghiên cứu trình bày trong luận văn này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển<br /> khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 106-NN.042015.23.<br /> Hà nội, tháng 12 năm 2016<br /> <br /> Vũ Thị Thùy Linh<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> Danh mục các từ viết tắt...........................................................................................<br /> Danh mục hình vẽ ....................................................................................................<br /> Danh mục bảng ........................................................................................................<br /> MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1<br /> CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3<br /> 1.1. Thực trạng và nguyên nhân gây ô nhiễm trong ao nuôi thủy sản nước lợ ở<br /> Việt Nam ............................................................................................................ 3<br /> 1.1.1. Thực trạng ngành nuôi trồng thủy sản nước lợ ở nước ta hiện nay........... 3<br /> 1.1.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm trong ao nuôi thủy sản ở Việt Nam hiện nay...... 5<br /> 1.2. Một số chỉ số cơ bản để đánh giá ô nhiễm hữu cơ trong ao nuôi thủy sản .......... 6<br /> 1.2.1. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và và nhu cầu oxy hóa học (COD) ...... 6<br /> 1.2.2. Nitơ tổng số (TN) và ammonium (NH4+)............................................. 7<br /> 1.3. Các giải pháp xử lí ô nhiễm trong ao nuôi thủy sản nước lợ ................... 10<br /> 1.3.1. Bể kị khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngược (UASB) ............................ 10<br /> 1.3.2. Hệ thống “đất ngập nước kiến tạo” (contructed wetlands) .............. 11<br /> 1.3.3. Sử dụng ô - zôn (O3) ........................................................................... 13<br /> 1.3.4. Hệ thống sục khí nhân tạo trong ao nuôi ........................................... 13<br /> 1.3.5. Ứng dụng mô hình sinh điện hóa ....................................................... 14<br /> 1.3.6. Tình hình nghiên cứu các giải pháp xử lý ô nhiễm ao nuôi thủy sản ở<br /> Việt Nam ....................................................................................................... 15<br /> 1.4. Các mô hình sinh điện hóa ....................................................................... 15<br /> 1.4.1. Giới thiệu tổng quát về các mô hình sinh điện hóa ........................... 15<br /> 1.4.2. Mô hình sinh điện hóa với điện cực ở đáy (sediment<br /> bioelectrochemical system) .......................................................................... 18<br /> 1.4.3. Vi sinh vật ở điện cực đáy: Tính đa dạng và sự biến đổi của quần xã .. 19<br /> 1.5. Ứng dụng mô hình sinh điện hóa với điện cực ở đáy (SBES) trong xử lý ô<br /> nhiễm ao nuôi thủy sản .................................................................................... 23<br /> 1.5.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng SBES ................................................ 23<br /> 1.5.2. Tiềm năng sử dụng SBES để xử lý ô nhiễm ao nuôi thủy sản nước lợ ..... 25<br /> CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 26<br /> 2.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................... 26<br /> <br /> 2.1.1. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ........................................... 26<br /> 2.1.2. Nguồn vi sinh vật sử dụng cho nghiên cứu ....................................... 28<br /> 2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 28<br /> 2.2.1. Thiết kế, xây dựng và vận hành SBES .............................................. 28<br /> 2.2.2. Phương pháp truyền thống để phân lập và nuôi cấy vi khuẩn .......... 34<br /> 2.2.3. Phương pháp nhuộm Gram và quan sát kính hiển vi ........................ 35<br /> 2.2.4. Phương pháp tách DNA tổng số ........................................................ 35<br /> 2.2.5. Phương pháp DGGE .......................................................................... 36<br /> 2.2.6. Phương pháp giải và phân tích trình tự gen 16S rARN ..................... 39<br /> 2.2.7. Phương pháp đo COD với mẫu nước có hàm lượng clo cao và mẫu bùn 40<br /> 2.2.8. Phương pháp đo TN và amoni. .......................................................... 42<br /> 2.2.9. Phương pháp tính toán và xử lí số liệu .............................................. 44<br /> CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 45<br /> 3.1. Xây dựng mô hình ao nuôi thủy sản nước lợ có lồng ghép SBES ............ 45<br /> 3.2. Kết quả làm giàu vi khuẩn điện hóa .......................................................... 45<br /> 3.2.1. Dòng điện phát sinh trong giai đoạn làm giàu vi khuẩn điện hóa .... 45<br /> 3.2.2. Các kết quả phân tích quần xã VSV ở điện cực đáy - anode ............ 47<br /> 3.3. Sơ bộ các kết quả đánh giá hoạt động xử lí ô nhiễm hữu cơ của hệ SBES.......... 58<br /> 3.3.1. Kết quả xử lí COD ................................................................................. 58<br /> 3.3.2. Kết quả xử lí ammonium (NH4+) ........................................................ 60<br /> 3.3.3. Kết quả xử lí N tổng (TN) ................................................................... 61<br /> 3.3.4. Tóm lược các kết quả xử lí ô nhiễm của hệ........................................ 62<br /> KẾT LUẬN .......................................................................................................... 64<br /> KIẾN NGHỊ ......................................................................................................... 65<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 66<br /> PHỤ LỤC ................................................................................................................<br /> <br />